航空发动机用高温合金复杂薄壁精密铸件尺寸精度控制技术研究进展 被引量：3

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作者 崔加裕 汪东红 +4 位作者 肖程波 疏达 孙宝德 官邦 丁正一 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期31-44,共14页

高温合金主要应用于涡轮后机匣、扩压器、预旋喷嘴等航空关键热端部件,采用整体精密铸造技术取代“分体铸造+焊接”成形方法,可减少零件数量和加工工序、提升可靠性、减轻质量,是航空发动机先进材料加工关键核心技术之一。然而复杂薄壁... 高温合金主要应用于涡轮后机匣、扩压器、预旋喷嘴等航空关键热端部件,采用整体精密铸造技术取代“分体铸造+焊接”成形方法,可减少零件数量和加工工序、提升可靠性、减轻质量,是航空发动机先进材料加工关键核心技术之一。然而复杂薄壁构件液态精密成型存在尺寸超差难题,导致发动机气动性能降低,装配精度下降,是长期制约我国航空发动机关键构件制造质量的瓶颈问题。本文综述目前国内外在高温合金精密铸造尺寸精度控制方面的研究进展,并对基于数字化和智能化技术的发展趋势进行了前瞻性分析和探讨,未来迫切需要构建液态精密成型数字孪生平台,发展更先进的尺寸变形精准定量智能预测方法以及压蜡模具内腔型面设计理论。 展开更多

关键词 航空发动机 高温合金 尺寸精度控制 熔模精密铸造 复杂薄壁

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激光粉末床熔融AM247LC合金的成形性与显微组织特征 被引量：1

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作者 贺戬 乔绅 +5 位作者 卫东雨 孔德成 周文哲 黄文貌 谭庆彪 祝国梁 《精密成形工程》 北大核心 2025年第2期150-158,共9页

目的研究新型高铝钛镍基高温合金AM247LC的成形性、显微组织形貌与室温性能。方法采用激光粉末床熔融方式制备了新型AM247LC合金,通过光镜和XRM进行成形性表征,利用SEM和TEM对AM247LC的晶粒组织与析出相等显微组织进行分析,并进行了AM24... 目的研究新型高铝钛镍基高温合金AM247LC的成形性、显微组织形貌与室温性能。方法采用激光粉末床熔融方式制备了新型AM247LC合金,通过光镜和XRM进行成形性表征,利用SEM和TEM对AM247LC的晶粒组织与析出相等显微组织进行分析,并进行了AM247LC合金室温维氏硬度的测试。结果激光粉末床熔融AM247LC合金在较大的工艺参数范围内具有良好的打印性能,致密度保持在99%以上,在选取的打印参数区间无裂纹产生,仅存在少量的孔洞;打印态合金的显微组织为典型的凝固胞状亚结构组织和缠结的高密度位错,在胞状亚结构的周围还分布有尺寸较小的颗粒。与CM247LC合金相比,LPBF制备的AM247LC合金的<001>织构强度明显变弱,晶粒平均尺寸变小,长径比缩小,在增材制造过程中,合金的沉淀物析出量大幅减少,样品的残余应力应变水平明显下降,因此AM247LC合金的开裂敏感性降低。AM247LC合金的室温性能优异,整体硬度为390HV~430HV,硬度值优于打印态CM247LC合金硬度。结论激光粉末床熔融AM247LC合金不仅具备优异的增材制造成形性,而且具有良好的室温性能。 展开更多

关键词 增材制造 镍基高温合金 微观组织 AM247LC合金 打印性

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K439B镍基高温合金不同壁厚平板件铸态组织特征 被引量：1

3

作者 周德鹏 隋大山 +3 位作者 麻晋源 桂大兴 董安平 孙宝德 《材料工程》 北大核心 2025年第1期91-98,共8页

K439B是一种服役温度可达800℃以上的新型镍基高温合金,由于铸件结构向着薄壁化方向发展,有必要开展K439B合金薄壁铸件的微观组织特征研究。为此设计了壁厚分别为1 mm和2 mm的薄壁铸件,进行了精密铸造实验和数值模拟。铸件的铸态组织对... K439B是一种服役温度可达800℃以上的新型镍基高温合金,由于铸件结构向着薄壁化方向发展,有必要开展K439B合金薄壁铸件的微观组织特征研究。为此设计了壁厚分别为1 mm和2 mm的薄壁铸件,进行了精密铸造实验和数值模拟。铸件的铸态组织对比分析表明,壁厚1 mm和2 mm薄壁的枝晶生长方向均为沿型壁指向中心,区别在于1 mm薄壁的枝晶生长方向与型壁夹角更接近垂直,并且1 mm和2 mm薄壁的平均一次枝晶臂间距分别为60.64μm和46.23μm;平均二次枝晶臂间距分别为19.31μm和22.69μm;并且1 mm薄板的平均晶粒尺寸为216.61μm,2 mm薄板的平均晶粒尺寸为239.11μm。结合数值模拟分析表明,枝晶臂间距与温度梯度和冷却速率的关系趋势基本符合已有的经验公式,但是当壁厚减小到某临界厚度时,一次枝晶臂间距与温度梯度和冷却速率的关系不再简单符合该经验公式。实验和模拟分析结果为合理制订K439B合金薄壁件的铸造工艺提供了参考和借鉴。 展开更多

关键词 K439B镍基高温合金 薄壁铸件 枝晶臂间距 晶粒尺寸 数值模拟

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基于数值模拟的K418B高温合金精密铸件组织与性能研究 被引量：3

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作者 刘明亮 李九霄 +8 位作者 张静雯 杜大帆 隋大山 董安平 孙宝德 何林 王迪 齐飞 易出山 《精密成形工程》 北大核心 2023年第8期129-138,共10页

目的探究高温合金调压铸造的充型凝固过程,研究调压铸造工艺对铸件组织缺陷和力学性能的影响规律,并验证数值模拟对实际生产指导的可靠性。方法以某精密构件为研究对象,借助Pro CAST数值模拟软件模拟了铸件的调压铸造充型凝固过程并对... 目的探究高温合金调压铸造的充型凝固过程,研究调压铸造工艺对铸件组织缺陷和力学性能的影响规律,并验证数值模拟对实际生产指导的可靠性。方法以某精密构件为研究对象,借助Pro CAST数值模拟软件模拟了铸件的调压铸造充型凝固过程并对组织缺陷的形成进行了预测。对成形铸件的特征关键部位进行了取样,通过金相显微镜和扫描电子显微镜对铸态试样的微观组织进行了观察,借助准静态万能拉伸试验机测试了特征试样的室温和高温(750℃)拉伸性能,并对断口形貌进行了观察和分析。结果数值模拟结果表明,金属液充型平稳,凝固过程基本符合自上而下的顺序凝固,铸件缺陷较少,缩孔体积分数仅为0.22%。实验结果表明,铸件的铸态组织为典型的树枝晶组织,晶粒尺寸细小均匀;二次枝晶间距较小,组织致密,缩松缩孔缺陷较少,这与数值模拟的结果吻合较好;铸件的平均抗拉强度超过900 MPa,最大伸长率为15%,该铸件具备较好的综合力学性能。结论通过数值模拟方法指导铸造生产具有一定的可靠性,同时,通过调压铸造工艺可以生产出具有较好组织和力学性能的高温合金薄壁铸件。 展开更多

关键词 数值模拟 精密铸件 调压铸造 二次枝晶间距 晶粒尺寸 拉伸性能

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粉末粒径和烧结温度对K418高温合金多孔材料显微结构及性能影响 被引量：1

5

作者 张迈 梁加淼 +4 位作者 刘墨瀚 李东 白肖承体 徐凯 王俊 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期442-448,共7页

以气雾化K418镍基高温合金球形粉末为原料,经过粉末松装烧结制备出高温合金多孔材料。通过对多孔材料微观结构、渗透性能、毛细性能及压缩强度进行表征,研究了原始粉末粒径和烧结温度对多孔吸液芯样品显微结构及性能的影响。结果表明,... 以气雾化K418镍基高温合金球形粉末为原料,经过粉末松装烧结制备出高温合金多孔材料。通过对多孔材料微观结构、渗透性能、毛细性能及压缩强度进行表征,研究了原始粉末粒径和烧结温度对多孔吸液芯样品显微结构及性能的影响。结果表明,随烧结温度增加,样品的平均孔径和孔隙率减小;在相同烧结温度下,随着原始粉末粒径增加,样品的平均孔径和孔隙率增大。在烧结温度为1230℃,粉末粒径为53~150μm的条件下,多孔材料样品综合性能最优,渗透率为13.69×10^(-15)m^(2),毛细压力为22.1kPa,压缩强度为86MPa。 展开更多

关键词 多孔吸液芯 粉末粒径 烧结温度 渗透率 毛细压力 压缩强度

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3D打印镍基高温合金研究进展 被引量：5

6

作者 曹祎凡 王瑞 +6 位作者 孙宝德 李思彤 谭庆彪 贺戬 孔德成 祝国梁 无 《精密成形工程》 北大核心 2024年第7期76-95,共20页

金属3D打印技术依照三维模型进行复杂几何形状构件的制造,可以制造传统制造手段无法实现的复杂结构,已经成为复杂高温合金构件成形的重要技术手段。然而,当采用3D打印工艺制备镍基高温合金构件时,存在原料/能量源/熔池之间的相互作用,... 金属3D打印技术依照三维模型进行复杂几何形状构件的制造,可以制造传统制造手段无法实现的复杂结构,已经成为复杂高温合金构件成形的重要技术手段。然而,当采用3D打印工艺制备镍基高温合金构件时,存在原料/能量源/熔池之间的相互作用,并在大温度梯度、极快冷等条件下会进行非平衡凝固,这些特殊的过程决定了3D打印镍基高温合金有着不均匀的微观组织与各向异性的力学性能。现阶段,对增材镍基高温合金微观结构-性能-使役行为的理解比较欠缺,严重限制了其在工业领域的广泛应用。本文讨论了3D打印镍基高温合金的特点;归纳了不同制粉方式、粒径比、粉末成分、缺陷、流动性等粉末原材料特性对3D打印镍基高温合金冶金质量的影响;梳理了3D打印激光能量、扫描速度、扫描间距等工艺参数对镍基高温合金晶粒、析出相及偏析等微观组织的影响;讨论了影响3D打印镍基高温合金拉伸、蠕变及疲劳性能的因素。最后,总结了3D打印镍基高温合金发展过程中面临的问题及可能的对策,提出了一些值得探索的方向。 展开更多

关键词 高温合金 3D打印 粉末制备 组织 性能

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镍基高温合金增材制造研究进展 被引量：14

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作者 祝国梁 罗桦 +4 位作者 贺戬 田雨生 卫东雨 谭庆彪 孔德成 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1-15,共15页

镍基高温合金因其优异的高温强度及耐腐蚀、抗氧化性能而备受关注,被广泛应用于航空航天等领域。本文对增材制造镍基高温合金的制备方法、常见牌号以及合金的组织与性能进行了综述,总结了当前存在的问题,提出了未来值得探索的研究领域... 镍基高温合金因其优异的高温强度及耐腐蚀、抗氧化性能而备受关注,被广泛应用于航空航天等领域。本文对增材制造镍基高温合金的制备方法、常见牌号以及合金的组织与性能进行了综述,总结了当前存在的问题,提出了未来值得探索的研究领域。金属增材制造技术制备的镍基高温合金具有良好性能,能实现复杂构件精密成形,且制备过程中材料浪费少,有望成为未来航空航天等领域中镍基高温合金构件的重要制备工艺。常见的镍基高温合金增材制造方法有粉末床熔化、定向能量沉积和电弧增材制造等,粉末床熔化被广泛用于制造高精度和复杂零件,但制造速度相对较慢,且设备和材料成本较高。定向能量沉积自由度和灵活性更高,可用于制备功能性梯度材料,但精度较低。电弧增材制造具有较低的设备成本和材料成本,适用于大型零件的快速制造,但其制备的合金表面粗糙度较差,需要进行额外的加工或后处理。在增材制造过程中被广泛研究的镍基高温合金包含IN625,Hastelloy X等固溶强化型和IN718,CM247LC,IN738LC等沉淀强化型高温合金。与传统的铸造和锻造方法相比,增材制造独特的逐层成型、快冷快热的制备过程带来了粗大的柱状晶粒组织和大量细小晶粒的独特微观组织,还形成了独特的熔池组织及位错胞结构。但是,通过增材制造得到的合金一般还需要进行热处理,对晶粒组织、析出相等进行调控,从而影响合金的力学性能。此外,增材制造镍基高温合金的力学性能还与具体制备方法和合金种类有关。尽管目前增材制造已被广泛用于镍基高温合金的制备,但仍面临组织与性能存在各向异性、高性能合金开裂敏感性高以及缺乏相应的规范和标准等问题,将来需要在热处理、专用合金的定制与开发、探索工艺-结构-功能关系以及计算建模等方面深入探索。 展开更多

关键词 增材制造 镍基高温合金 微观组织 力学性能

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增材制造专用材料标准现状与体系研究 被引量：1

8

作者 吴珊 周阳 +2 位作者 史志武 李文韬 王俊 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期859-864,共6页

近年来随着增材制造技术相关产业的快速发展以及应用范围的不断扩大,增材制造面临的标准化问题日益突出。增材制造专用材料作为增材制造技术发展的重要物质基础和根本保证,开展相应的标准化工作并构建增材制造专用材料标准体系具有重要... 近年来随着增材制造技术相关产业的快速发展以及应用范围的不断扩大,增材制造面临的标准化问题日益突出。增材制造专用材料作为增材制造技术发展的重要物质基础和根本保证,开展相应的标准化工作并构建增材制造专用材料标准体系具有重要的指导意义。首先,充分分析国内外增材制造专用材料的发展概况、标准化工作现状,研究构建了由产品实现流程、产品分类和全产业链维度构成的三维增材制造专用材料标准体系框架,该框架覆盖了所有增材制造专用材料设计、生产、流通及服务过程的标准。然后,根据标准体系框架梳理现行标准的分布情况,并结合行业实际,从原材料标准、生产工艺和设备标准、测试方法与质量标准、监管与服务标准、特定应用标准等方面给出了增材制造专用材料标准体系的制修订建议,为增材制造专用材料标准化工作的开展奠定基础。 展开更多

关键词 增材制造 专用材料 标准体系 三维框架 标准制修订建议

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钛基石墨烯复合材料的分散性、界面结构及力学性能 被引量：1

9

作者 佘欢 时磊 董安平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期234-241,共8页

石墨烯由于独特的结构和优异的力学、导电、润滑等性能,被认为是理想的金属基复合材料的增强体。将石墨烯作为增强体增强钛基复合材料有着巨大的应用潜力。然而,石墨烯的分散性及其与钛基体的反应是制约获得高性能石墨烯增强钛基复合材... 石墨烯由于独特的结构和优异的力学、导电、润滑等性能,被认为是理想的金属基复合材料的增强体。将石墨烯作为增强体增强钛基复合材料有着巨大的应用潜力。然而,石墨烯的分散性及其与钛基体的反应是制约获得高性能石墨烯增强钛基复合材料的难点。本文综述了钛基石墨烯复合材料的分散性、界面及力学性能的研究进展。钛基石墨烯复合材料通常采用粉末冶金法制备,石墨烯能较均匀地分散于复合材料组织中,但当石墨烯添加量过多时仍会出现团聚现象。石墨烯与钛基体易发生反应生成TiC,通过固化烧结工艺的改进、基体复合化、石墨烯表面改性以及原位自生等方法可以有效地抑制界面反应并提高界面结合力。随着石墨烯含量的增加,钛基石墨烯复合材料的压缩、拉伸强度与硬度一般呈现先增大后减小的趋势。石墨烯增强钛基复合材料的强化机制通常以载荷传递强化为主,但有些情况下由石墨烯引起的位错强化、细晶强化及奥罗万(Orowan)强化效果也较为显著。 展开更多

关键词 石墨烯 钛基复合材料 分散性 界面 强度 强化机制

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微量元素Zr在K417/K417G铸造镍基高温合金中的分布状态与作用机理研究

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作者 周阳 李文韬 +6 位作者 王博 史志武 李淑苹 梁加淼 周菲 王俊 孙宝德 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第23期46-57,共12页

随着现代航空发动机朝着高推重比、高可靠性、长寿命的方向发展,对发动机关键热端部件高温合金材料的承温能力及综合服役性能提出了更高的要求。在铸造高温合金的制备过程中,母合金中的微量合金元素在优化微观组织结构和力学性能方面起... 随着现代航空发动机朝着高推重比、高可靠性、长寿命的方向发展,对发动机关键热端部件高温合金材料的承温能力及综合服役性能提出了更高的要求。在铸造高温合金的制备过程中,母合金中的微量合金元素在优化微观组织结构和力学性能方面起着至关重要的作用。本文以铸造高温合金中应用广泛的K417和K417G高温合金为研究对象,分析了典型微量元素Zr的作用机理及其分布状态的表征与研究方法,主要包括微量元素Zr对铸造高温合金凝固特性、微观组织及高温持久性能的影响规律。研究表明,Zr元素的加入可以有效降低合金的液、固相线温度,并促进共晶组织的形成,同时适量添加质量分数0.07%~0.09%的Zr有助于提升K417G高温合金的持久寿命;飞行时间二次离子质谱和透射电镜分析结果显示,Zr元素以Ni_(11)Zr_(9)金属间化合物的形式沿共晶组织与合金基体的界面处分布,而非之前普遍认为的Zr元素仅在晶界处富集。以上研究为铸造高温合金母合金中微量元素含量的控制提供了理论依据和数据支撑。 展开更多

关键词 镍基高温合金 微量元素Zr 二次离子质谱 凝固特性 高温持久性能

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DZ22B高温合金定向叶片粘砂形成机制与抑制措施 被引量：5

11

作者 李飞 陈晓燕 +4 位作者 赵彦杰 王飞 孙宝德 孙东科 李振锋 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期80-87,共8页

采用SEM、EDS等分析手段研究DZ22B合金定向叶片粘砂层的微观形貌与化学组成。结果表明:合金熔体渗入型壳面层孔隙中,包覆部分陶瓷颗粒形成金属-陶瓷状粘砂缺陷;粘砂层主要成分为Al2O3,并含有Cr2O3和HfO2这两种合金熔体与电熔刚玉陶瓷型... 采用SEM、EDS等分析手段研究DZ22B合金定向叶片粘砂层的微观形貌与化学组成。结果表明:合金熔体渗入型壳面层孔隙中,包覆部分陶瓷颗粒形成金属-陶瓷状粘砂缺陷;粘砂层主要成分为Al2O3,并含有Cr2O3和HfO2这两种合金熔体与电熔刚玉陶瓷型壳的高温界面反应产物;DZ22B合金定向叶片表面粘砂缺陷的形成机制是以热机械渗透粘砂机制为主;向型壳面层浆料中加入一定量的粘砂抑制剂,可显著改善电熔刚玉型壳面层抗合金熔体渗透性能,经浇注验证,叶片表面光洁无粘砂,呈现出明显的金属光泽。 展开更多

关键词 DZ22B高温合金 定向叶片 陶瓷型壳 粘砂 抑制措施

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铸造数值建模过程界面换热系数反算技术研究进展

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作者 张正烨 董安平 +3 位作者 隋大山 陈忠奉 桂大兴 孙宝德 《中国材料进展》 北大核心 2025年第6期540-551,共12页

铸造过程数值建模已经成为预测铸造缺陷、优化铸造工艺的一种关键有效工具。界面换热系数是铸造数值建模的重要边界条件之一,难以通过直接测量获取,常通过反算技术确定。反算技术具有非线性、计算量大和解不适定等特性,增加了反算求解... 铸造过程数值建模已经成为预测铸造缺陷、优化铸造工艺的一种关键有效工具。界面换热系数是铸造数值建模的重要边界条件之一,难以通过直接测量获取,常通过反算技术确定。反算技术具有非线性、计算量大和解不适定等特性,增加了反算求解的难度。综述了铸造数值建模过程中界面换热系数反算技术的研究现状和最新进展,归纳了界面换热系数的主要反算求解方法,并详细论述了基于反算法的界面换热系数对于铸造过程数值建模精度的影响。探讨了现有反算技术的不足和局限性,并提出了界面换热系数反算技术的未来研究方向和发展趋势。 展开更多

关键词 铸造 数值建模 边界条件 界面换热系数 反算技术

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钛合金热障涂层高温氧化和热循环性能 被引量：1

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作者 刘静 梁加淼 +2 位作者 孙靖 杨天豪 王俊 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2022年第5期350-357,共8页

分别采用超音速火焰喷涂和大气等离子喷涂工艺,在高温钛合金基体上制备出由Ti-48Al-2Cr-2Nb粘结层和8YSZ陶瓷面层组成的热障涂层.对这两种涂层进行高温静态氧化和热循环实验,结果表明:高温静态氧化后,两种涂层内均形成一层生长氧化层(TG... 分别采用超音速火焰喷涂和大气等离子喷涂工艺,在高温钛合金基体上制备出由Ti-48Al-2Cr-2Nb粘结层和8YSZ陶瓷面层组成的热障涂层.对这两种涂层进行高温静态氧化和热循环实验,结果表明:高温静态氧化后,两种涂层内均形成一层生长氧化层(TGO),该氧化层由Al_(2)O_(3)和TiO_(2)组成,位于粘结层和陶瓷面层之间.大气等离子喷涂制备的涂层经高温氧化后,原有的界面裂纹基本消失;而超音速火焰喷涂制备的涂层在高温氧化过程中,由于TGO过度生长导致界面处仍有裂纹存在.两种涂层在热循环实验后氧含量稍微增加,均没有出现明显的分层现象,表现出较好的抗热震性能。对两种涂层微观组织和高温性能进行对比研究后可知,大气等离子喷涂得到的涂层组织更为均匀致密,抗高温氧化和热循环的性能更好. 展开更多

关键词 钛合金 热障涂层 高温氧化 热循环

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高端新材料智能制造的发展机遇与方向 被引量：15

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作者 孙宝德 疏达 +7 位作者 付华栋 汪东红 彭立明 王新云 朱言言 王华明 丁文江 谢建新 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2023年第3期152-160,共9页

发展智能制造是我国制造业创新升级的主攻方向,高端新材料是支撑高端装备和重大工程需求的核心材料,推动智能制造与高端新材料制造紧密结合,对提升高端新材料制造能力,满足重大装备对高端新材料的需求,具有重要意义。本文深入分析了高... 发展智能制造是我国制造业创新升级的主攻方向,高端新材料是支撑高端装备和重大工程需求的核心材料,推动智能制造与高端新材料制造紧密结合,对提升高端新材料制造能力,满足重大装备对高端新材料的需求,具有重要意义。本文深入分析了高端新材料智能制造的必要性,在分析面向高端新材料的高性能制造、复杂构件的整体化与轻量化制造、高端构件的一体化与低成本绿色制造等特征基础上,总结了传统“试错法”研发模式在材料制造领域遇到的主要问题与挑战,分析了数据驱动的高端新材料智能制造研发模式带来的重大变革与机遇,并以材料智能加工成形为例,全面梳理了亟需发展的共性关键技术及其发展方向。本文从加强关键技术研究、构建创新体系、创新学科交叉人才培养和加快成果转化等方面,提出了加快发展高端新材料智能制造的对策建议,以缩短与国外先进水平的差距,支撑我国材料产业的升级换代和跨越式发展。 展开更多

关键词 高端新材料 智能制造 材料加工 集成计算 大数据 人工智能

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铝空气电池阳极材料的研究进展 被引量：11

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作者 李碧谕 东青 +2 位作者 张佼 王俊 孙宝德 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期849-855,共7页

铝空气电池是一种金属燃料电池,发展至今已有数十年历史。与其他电池技术相比,铝空气电池在电极成本、能量密度、环保性、易充电性(阳极可更换的机械式充电)等方面具有独特的优势,是一种潜在的具有大规模商业开发和应用价值的电池技术... 铝空气电池是一种金属燃料电池,发展至今已有数十年历史。与其他电池技术相比,铝空气电池在电极成本、能量密度、环保性、易充电性(阳极可更换的机械式充电)等方面具有独特的优势,是一种潜在的具有大规模商业开发和应用价值的电池技术。可以预见铝空气电池技术的进步,将给传统电池技术和铝工业的发展带来巨大的机遇和变革。回顾了铝空气电池的发展历史,介绍了铝空气电池的结构和工作原理。主要聚焦电池的阳极材料,归纳了铝阳极的活化机理,论述了铝阳极材料当前存在的主要问题,综述了铝的纯度、微合金化、热处理及加工变形等因素对其电化学性能的影响,对铝空气电池阳极材料未来的研究重点及方向进行了展望。 展开更多

关键词 铝空气电池 阳极材料 微合金化 组织 电化学性能

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K4169高温合金铸件铸造缺陷修复及疲劳性能研究 被引量：6

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作者 许章华 谢志雄 +4 位作者 康茂东 王俊 董仕节 彭志贤 刘静 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第22期22115-22120,共6页

采用TIG焊对K4169高温合金薄片中铸造组织缺陷进行修复,并对修复前后的合金薄片进行疲劳性能测试和显微组织分析。结果表明:铸造缺陷对合金薄片疲劳性能的影响很大,含铸造缺陷的合金薄片疲劳寿命不到3万周次,而不含铸造缺陷的合金薄片... 采用TIG焊对K4169高温合金薄片中铸造组织缺陷进行修复,并对修复前后的合金薄片进行疲劳性能测试和显微组织分析。结果表明:铸造缺陷对合金薄片疲劳性能的影响很大,含铸造缺陷的合金薄片疲劳寿命不到3万周次,而不含铸造缺陷的合金薄片疲劳寿命达7.1万周次。含铸造缺陷的样品经过TIG焊接修复后,疲劳寿命仍达6~9万周次,接近甚至超过了不含缺陷的试样疲劳寿命,这表明合适的焊接修复方法不会降低高温合金薄片的疲劳性能。铸件焊接修复后疲劳寿命高的原因是,焊缝中析出的较粗大相数量多、分布均匀,且疲劳裂纹扩展过程中产生较多的二次裂纹引发了裂纹偏移和扩展路径增长。 展开更多

关键词 K4169高温合金 焊接修复 疲劳寿命 二次裂纹

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颗粒增强镍基复合材料的研究进展 被引量：5

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作者 祝国梁 王瑞 +6 位作者 王炜 董安平 疏达 王俊 孙宝德 江生 浦益龙 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期496-503,486,共9页

本文从镍基复合材料制备的角度出发,综述了各种颗粒增强镍基复合材料的制备方法,介绍了各种颗粒增强镍基复合材料的组织特点,报道了相关颗粒增强镍基复合材料的力学性能,并对不同工艺下镍基复合材料的优缺点进行了介绍。

关键词 高温合金 复合材料 颗粒增强 制备 微观组织

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精密铸件反重力铸造凝固组织与缺陷控制研究进展 被引量：6

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作者 刘明亮 杜大帆 +6 位作者 李九霄 隋大山 董安平 何树先 孙宝德 何林 孙红飞 《精密成形工程》 北大核心 2023年第1期199-207,共9页

镍基高温合金、钛合金和铝镁合金等精密铸件是航空航天重大装备中重要的热端部件,目前,更高的使用温度、更大的构效比和更高的机动性等航空航天装备建设的需求,促使精密铸件向大型化、复杂化和薄壁化方向发展。反重力铸造技术具有充型... 镍基高温合金、钛合金和铝镁合金等精密铸件是航空航天重大装备中重要的热端部件,目前,更高的使用温度、更大的构效比和更高的机动性等航空航天装备建设的需求,促使精密铸件向大型化、复杂化和薄壁化方向发展。反重力铸造技术具有充型稳定、压力可控等优点,是生产优质精密铸件的理想方法。早在20世纪70年代,国外就能够利用反重力精密铸造技术制造大型精密铸件。近年来,我国一些高校和研究院所也相继在反重力铸造方面开展了大量研究,在铝镁轻合金方面积累了大量经验,也具备了小批量生产能力。目前,国内的产品技术水平与国外还有一定的差距,特别是在高温合金反重力铸造方面,国内还处于起步阶段。在精密铸造过程中,疏松、裂纹、变形和尺寸超差等各类铸造缺陷的形成严重影响了铸件的使用性能,降低了铸造产品的合格率。基于此,结合反重力铸造工艺原理及技术特点,概述了反重力铸造技术的应用现状,详细综述了精密铸件反重力铸造过程中组织、缺陷的形成规律和重要的铸造缺陷预测模型,并对反重力铸造技术的发展趋势进行展望。 展开更多

关键词 反重力铸造 精密铸件 铸造缺陷 微观组织 数值模拟 智能铸造

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固溶和时效处理对选区激光熔化成形GTD222镍基合金组织和硬度的影响 被引量：2

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作者 潘纬韬 祝国梁(指导) +4 位作者 王瑞 汪东红 董安平 疏达 孙宝德 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期66-71,共6页

采用选区激光熔化成形技术制备GTD222镍基合金并进行了1150℃固溶和时效处理,研究了固溶处理时间(0,20,40,60,120 min)、时效温度(760,780,800,820,840℃)和时效时间(2,4,8 h)对显微组织和硬度的影响。结果表明:选区激光熔化成形GTD222... 采用选区激光熔化成形技术制备GTD222镍基合金并进行了1150℃固溶和时效处理,研究了固溶处理时间(0,20,40,60,120 min)、时效温度(760,780,800,820,840℃)和时效时间(2,4,8 h)对显微组织和硬度的影响。结果表明:选区激光熔化成形GTD222合金中的柱状晶与成形方向呈一定倾斜角度,合金中存在胞状亚结构和高密度位错,未析出γ’相,MC碳化物主要分布于晶界及相邻亚结构界面处;经1150℃固溶处理后合金中的亚结构均消失,随着固溶时间的延长,碳化物逐渐溶解,合金显微硬度先下降后趋于稳定;在760~840℃时效处理2~8 h后,合金基体中析出大量γ’相,γ’相的尺寸随时效时间延长和时效温度升高而增大,合金硬度则随时效时间延长和时效温度降低而增大。 展开更多

关键词 增材制造 选区激光熔化 GTD222镍基高温合金 显微组织 热处理

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镍基高温合金CM247LC增材制造研究进展 被引量：3

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作者 乔绅 周文哲 +4 位作者 谭庆彪 董安平 祝国梁 疏达 孙宝德 《精密成形工程》 北大核心 2022年第8期93-103,共11页

航空航天领域的热端部件逐渐呈现结构复杂化和高耐热高承载的发展趋势,高温合金增材制造已成为高耐热承载复杂结构部件成形制造的重要技术方案。主要介绍了增材制造CM247LC合金微观组织特点,并对冶金缺陷形成机理与消除方法进行了综述... 航空航天领域的热端部件逐渐呈现结构复杂化和高耐热高承载的发展趋势,高温合金增材制造已成为高耐热承载复杂结构部件成形制造的重要技术方案。主要介绍了增材制造CM247LC合金微观组织特点,并对冶金缺陷形成机理与消除方法进行了综述。已有研究表明,增材制造CM247LC合金具有精细的晶粒尺寸,表现出强烈的<001>织构,增材制造CM247LC合金的胞界处存在尺寸约50 nm的颗粒状γ'相,并且胞界处存在Ti、Hf、Ta、W、C等元素明显富集的碳化物。裂纹是CM247LC合金在增材制造过程中最难以解决的冶金缺陷,仅通过优化工艺参数难以真正解决裂纹缺陷,合理优化成分有望实现裂纹消除,但优化了成分的合金在增材制造后的全面性能有待进一步评估。 展开更多

关键词 增材制造 高温合金 CM247LC 微观组织 裂纹

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